[发明专利]电动车辆的电源系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动车辆的电源系统及其控制方法，更特别涉及具备多个蓄电装置的电源系统的充放电控制。

背景技术

作为对环境优良的车辆，开发并实际应用了混合动力车辆、电力机动车、燃料电池机动车等的通过电能能够行驶的电动车辆。在电动车辆搭载有产生车辆驱动力的电动机和蓄积电动机的驱动电力的蓄电装置。

而且，一部分的电动车辆搭载有在行驶中产生蓄电装置的充电电力的机构。例如，在混合动力车辆中，除了上述电动机及上述蓄电装置之外，还搭载有内燃机。并且，内燃机的输出被使用作为车辆驱动力及/或对蓄电装置进行充电的发电动力。

在以往的混合动力车辆中，为了确保用于使电动机产生驱动力发生的电力，并能够接受再生制动时的再生电力，通常对于表示蓄电装置的剩余容量的SOC(State Of Charge)，进行维持成满充电的50～60％水平的充放电控制。

另一方面，近年来，提出了利用车辆外部的电源(以下，也称为“外部电源”)对混合动力车辆的车载蓄电装置进行充电的结构。在能够进行基于外部电源的充电的电动车辆中，为了提高能量效率，而进行如下的充放电控制，即，在运转开始前利用外部充电将蓄电装置充电至满充电水平，而在运转结束时将蓄电能量用尽至SOC下限值附近。

因此，开发有除了以往那样的蓄电装置的SOC、即将蓄电能量维持成恒定水平的行驶模式之外，还新导入了不维持蓄电装置的SOC而主要仅利用电动机进行行驶的行驶模式这样的混合动力车辆。需要说明的是，前者的行驶模式由于为了产生蓄电装置的充电电力而使发动机工作，因此被称作“HV(Hybrid Vehicle：混合动力车)模式”，或由于向蓄电装置充电的蓄电能量减少，因此被称为“CD(Charge Depleting：电量消耗)模式”(以下，在本说明书中称为“CD模式”)。而且，后者的行驶模式由于主要仅利用电动机进行行驶，因此被称为“EV(Electric Vehicle：电动车)模式”，或由于维持蓄电能量，因此被称为“CS(Charge Sustaining：电量蓄积)模式”(以下，在本说明书中称为“CS模式”)。

关于此种搭载于混合动力车辆的电源系统，例如在日本特开2008-109840号公报(专利文献1)中记载有为了利用车载蓄电装置的蓄电能量来延长可行驶的距离，而对多个蓄电装置(蓄电池)进行并联连接的结构。

在专利文献1所记载的结构中，关于各蓄电装置，根据剩余容量而算出充电容许量及放电容许量，并基于算出的充电容许量及放电容许量来决定多个蓄电装置间的充电分配比及放电分配比。并且，按照决定的分配比来控制各蓄电装置的充放电，因此即使在多个蓄电装置的充放电特性不同的情况下，也能够最大限度地焕发系统的性能。

另外，在日本特开2008-167620号公报(专利文献2)中记载有一种在搭载有主蓄电装置和多个副蓄电装置的车辆中，设有与主蓄电装置对应的转换器和由多个副蓄电装置共有的转换器的电源装置的结构。根据该结构，能够抑制转换器的个数并增加可蓄电的能量。

在专利文献2所记载的结构中，选择多个副蓄电装置中的一个与转换器连接，通过主蓄电装置及选择副蓄电装置，来供给车辆驱动用电动机的驱动电力。在此种电源装置中，当使用中的副蓄电装置的SOC下降时，将新的副蓄电装置和转换器连接，通过依次使用多个副蓄电装置，而延长基于蓄电能量的行驶距离(EV行驶距离)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-109840号公报

专利文献2：日本特开2008-167620号公报

在具有上述的CD模式及CS模式的电动车辆(代表性的是混合动力车辆)中，通过延长基于CD模式的行驶距离而能够提高燃料利用率。另一方面，在使发动机工作的CS模式下，为了将发动机的动作点限定在高效率的区域，而需要利用蓄电装置的电力来覆盖车辆整体的要求功率的某种程度。换言之，当蓄电能量(SOC)没有富余时，由于车辆控制的自由度(混合动力车辆中的发动机动作点的自由度)下降，而燃料利用率可能会下降。

通常，当蓄电装置的SOC下降至规定的控制目标时，以从CD模式向CS模式转移的方式选择行驶模式，因此从上述的理由出发，适当地设定SOC控制目标有助于燃料利用率的提高。